• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

基于等效线性化的核电厂频域隔震分析方法研究

甘莹莹 刘子乔 王东洋 孙晓颖

甘莹莹,刘子乔,王东洋,孙晓颖,2024. 基于等效线性化的核电厂频域隔震分析方法研究. 震灾防御技术,19(1):160−169. doi:10.11899/zzfy20240116. doi: 10.11899/zzfy20240116
引用本文: 甘莹莹,刘子乔,王东洋,孙晓颖,2024. 基于等效线性化的核电厂频域隔震分析方法研究. 震灾防御技术,19(1):160−169. doi:10.11899/zzfy20240116. doi: 10.11899/zzfy20240116
Gan Yingying, Liu Ziqiao, Wang Dongyang, Sun Xiaoying. Research on Frequency Domain Analysis Method Based on Equivalent Linearization for a Base-isolated Nuclear Power Plant[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2024, 19(1): 160-169. doi: 10.11899/zzfy20240116
Citation: Gan Yingying, Liu Ziqiao, Wang Dongyang, Sun Xiaoying. Research on Frequency Domain Analysis Method Based on Equivalent Linearization for a Base-isolated Nuclear Power Plant[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2024, 19(1): 160-169. doi: 10.11899/zzfy20240116

基于等效线性化的核电厂频域隔震分析方法研究

doi: 10.11899/zzfy20240116
基金项目: 中国核电工程有限公司自主研发课题(2024KY23111)
详细信息
    作者简介:

    甘莹莹,女,生于1993年。硕士研究生,工程师。主要从事核电厂抗震/隔震研究。E-mail:1534090690@qq.com

    通讯作者:

    孙晓颖,女,生于1980年。正高级工程师。主要从事核电厂抗震/隔震研究。E-mail:sunxy@cnpe.cc

Research on Frequency Domain Analysis Method Based on Equivalent Linearization for a Base-isolated Nuclear Power Plant

  • 摘要: 在核电构筑物土-结构相互作用(SSI)分析中常用的方法是子结构法,这是由于其采用半解析法地基模拟技术,具有求解速度快、分析系统频率稳定的优势。因此,可在隔震核电厂房楼层反应谱计算中采用子结构法。因隔震支座具有明显的非线性特征,而子结构法基于叠加原理,在求解非线性问题时具有局限性,为了能够采用子结构法求解隔震核电厂房地震响应问题,基于等效线性化理念,在子结构法中实现隔震支座非线性行为模拟,并用SAP 2000软件验证本方法的可行性。将该方法应用于不同地基参数下隔震厂房反应谱计算,将得到的反应谱与采用隔震支座等效刚度计算结果进行对比。研究结果表明,在子结构法中应用等效线性化方法得到的隔震支座滞回曲线与采用SAP2000软件得到的滞回曲线基本一致,证明该方法是可行的;与采用等效刚度计算结果相比,采用迭代收敛刚度计算出的零周期加速度变化较小,主频略降低,峰值略有提高;由于隔震系统卓越频率与场地卓越频率并不接近,因此隔震结构楼层反应谱对地基参数的变化并不敏感。
  • 图  1  子结构法SSI分析系统示意

    Figure  1.  Schematic diagram of SSI analysis system in sub-structuring method

    图  2  铅芯橡胶支座滞回曲线

    Figure  2.  Hysteretic curve of the lead rubber bearing

    图  3  等效线性化验证模型

    Figure  3.  Verification model of equivalent linearization

    图  4  ACS SASSI与SAP2000软件得到的相同位置支座剪力时程响应对比

    Figure  4.  Comparison of shear force time history response of the bearings in the same position between ACS SASSI and SAP2000

    图  5  ACS SASSI与SAP2000软件得到的相同位置支座剪切变形时程响应对比

    Figure  5.  Comparison of shear deformation time history response of the bearings in the same position between ACS SASSI and SAP2000

    图  6  ACS SASSI与SAP2000得到的角部支座滞回曲线对比

    Figure  6.  Comparison of hysteretic curves of the bearings in the same position between ACS SASSI and SAP2000

    图  7  ACS SASSI与SAP2000软件得到的标高−26.000 m加速度时程响应对比

    Figure  7.  Comparison of acceleration time history response of elevation −26.000 m between ACS SASSI and SAP2000

    图  8  反应堆厂房隔震方案示意(单位:米)

    Figure  8.  Base-isolation scheme of the reactor building(Unit: m)

    图  9  隔震层布置方案(单位:毫米)

    Figure  9.  The layout plan of isolation layer(Unit:mm)

    图  10  输入地震动加速度时程曲线

    Figure  10.  The time- acceleration curve of input ground motion

    图  11  输入地震动加速度反应谱

    Figure  11.  The acceleration spectrum of input ground motion

    图  12  有限元模型及结构响应输出位置示意

    Figure  12.  Finite element model and output position of structure response

    图  13  不同弹簧刚度得到的节点3楼层反应谱对比(硬岩厂址)

    Figure  13.  Comparison of ISRSs among different spring stiffness for node 3 (Hard rock)

    图  14  不同弹簧刚度得到的节点3楼层反应谱对比(中硬岩厂址)

    Figure  14.  Comparison of ISRSs among different spring stiffness for node 3 (Medium hard rock)

    图  15  不同弹簧刚度得到的节点3楼层反应谱对比(软土厂址)

    Figure  15.  Comparison of ISRSs among different spring stiffness for node 3 (Soft soil)

    图  16  不同弹簧刚度得到的节点4楼层反应谱对比(硬岩厂址)

    Figure  16.  Comparison of ISRSs among different spring stiffness for node 4 (Hard rock)

    图  17  不同弹簧刚度得到的节点4楼层反应谱对比(中硬岩厂址)

    Figure  17.  Comparison of ISRSs among different spring stiffness for node 4 (Medium hard rock)

    图  18  不同弹簧刚度得到的节点4楼层反应谱对比(软土厂址)

    Figure  18.  Comparison of ISRSs among different spring stiffness for node 4 (Soft soil)

    表  1  典型厂址特征参数

    Table  1.   Characteristic parameters of three typical plant sites

    参数硬岩中硬岩软土
    剪切波速vs/(m·s−12 1661 311407
    压缩波速vp/(m·s−13 9702 6131 158
    水平向阻尼比0.0510.0630.08
    竖向阻尼比0.051 50.0630.08
    密度ρ/(kg·m−32 6672 3831 920
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-20
  • 刊出日期:  2024-03-31

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